[發(fā)明專利]用于NFC設(shè)備的天線電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310018791.6
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103219583B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·查拉特
• 申請（專利權(quán)）人: 英賽瑟庫爾公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 楊曉光,于靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及近場或NFC通信設(shè)備，而且更特別涉及在這些設(shè)備中使用的天線電路。

背景技術(shù)

圖1A至1C表示天線電路的各種已知的電氣結(jié)構(gòu)。這些天線電路可以使用在能建立磁場和檢測它的調(diào)制（例如RFID標(biāo)簽讀取器）的有源NFC設(shè)備中，而且可以使用在由磁場供電且配置成調(diào)制該磁場以傳輸數(shù)據(jù)的無源NFC設(shè)備（例如RFID標(biāo)簽）中。

圖1A描述了最常用于NFC設(shè)備的結(jié)構(gòu)。它包括與調(diào)諧電容器C并聯(lián)連接的單線圈L1。例如將天線電路調(diào)諧到在NFC標(biāo)準(zhǔn)框架中有效（例如ISO14443，ISO15693）的13.56MHz。線圈的終端形成天線電路的訪問終端A1，A2。

NFC設(shè)備的天線線圈的匝一般以在柔性印刷電路的單層中螺旋形蝕刻的金屬軌跡形式產(chǎn)生。線圈是平面并且共面的。這使得最小化制造成本成為可能，但是由于匝全部尺寸不同因而不具有類似的特征，帶來某些困難。

圖1B描述了優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)，例如描述在專利申請JP2000278172中。天線線圈包括形成天線電路訪問終端（A1）中的一個(gè)的中點(diǎn)。可以認(rèn)為天線線圈由串聯(lián)連接的兩個(gè)線圈L1和L2形成，訪問終端A1和A2作為被稱為“有源線圈”的線圈L1的終端。線圈L2被稱為輔助線圈。這些終端A1，A2一般連接至NFC電路（未表示），其可以是無源電路（接收由另一個(gè)NFC設(shè)備發(fā)出的磁場）或有源電路（發(fā)送該磁場）。

如在前述文件中所指出的，該結(jié)構(gòu)使得可能增加天線線圈的匝數(shù)從而增加通過由連接至終端A1，A2的NFC電路的線圈接收或發(fā)送的能量，同時(shí)減少由NFC電路所看到的匝數(shù)，使得從終端A1，A2看到的線圈的阻抗接近于NFC電路的輸出阻抗，因此改進(jìn)天線電路的品質(zhì)因數(shù)Q。

圖1C描述了圖1B的替代結(jié)構(gòu)。天線線圈包括形成訪問終端A1和A2而且也連接到NFC電路的兩個(gè)中點(diǎn)?？梢哉J(rèn)為天線線圈由三個(gè)串聯(lián)連接的線圈L1，L2和L3形成，訪問終端A1和A2作為線圈L1的終端。線圈L1是有源線圈，而線圈L2和L3是輔助的。

圖2A示意性地表示圖1B的天線電路的傳統(tǒng)空間配置。整個(gè)天線線圈在單個(gè)平面上螺旋盤繞。為了簡化附圖，假設(shè)線圈L1包括一匝，而線圈L2包括兩匝。天線線圈因而包括三匝。以實(shí)線示出的內(nèi)部匝是線圈L1的匝，并且以虛線示出的兩個(gè)外部匝是線圈L2的匝。

圖2B示意性地表示圖1C的天線電路的傳統(tǒng)空間配置。和之前的一樣，整個(gè)天線線圈在單個(gè)平面上螺旋盤繞。為了簡化附圖，假設(shè)每個(gè)線圈L1至L3包括單匝。天線線圈因而包括三匝。以虛線示出的內(nèi)部匝是線圈L2的匝，并且以點(diǎn)劃線示出的外部匝是線圈L3的匝。以實(shí)線示出的中間匝是有源線圈L1的匝。

已經(jīng)證明根據(jù)圖2A的螺旋空間配置獲得的圖1B依據(jù)通信距離提供比根據(jù)相同的螺旋空間配置（圖2B）使用相同尺寸獲得的圖1C的電路的性能更低的性能。

發(fā)明內(nèi)容

有必要提高這些天線電路的有效性。

該需求可通過為近場通信提供天線電路來滿足，該天線電路包括在第一和第二訪問終端之間連接的平面有源線圈；與有源線圈共平面且通過第一端連接至第一訪問終端的輔助線圈；和連接至輔助線圈的第二端的調(diào)諧電容器。有源和輔助線圈的匝交織（interleave）。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，輔助線圈的匝的第一部分位于有源線圈的內(nèi)部，而輔助線圈的匝的第二部分位于有源線圈的外部。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，有源線圈的匝的第一部分位于輔助線圈的內(nèi)部，而有源線圈的匝的第二部分位于輔助線圈的外部。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，有源線圈的每匝的位于輔助線圈的兩匝的側(cè)面，分別靠近在內(nèi)部和外部上。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，天線電路包括與有源線圈共平面、在電容器和第二訪問終端之間連接的第二輔助線圈，有源線圈包括與第一輔助線圈的匝交織的一組匝，和與第二輔助線圈的匝交織的一組不同的匝。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，輔助線圈位于一個(gè)并且是同一個(gè)平面的兩個(gè)不相交的各個(gè)區(qū)域中。

無源近場通信設(shè)備可包括上述類型的天線電路和用于調(diào)制在天線電路的訪問終端之間的阻抗的電路。

有源近場通信設(shè)備可包括上述類型的天線電路和連接至天線電路的訪問終端的激勵(lì)回路。

附圖說明

在下面的非限定描述中，結(jié)合所附的附圖詳細(xì)描述實(shí)施例，在其中：

先前描述的圖1A至1C表示傳統(tǒng)天線電路的電氣結(jié)構(gòu)；

先前描述的圖2A表示圖1B的天線電路的空間配置；

先前描述的圖2B表示圖1C的天線電路的空間配置；